科學大師的求學、戀愛與理念(1) 波義耳(1627∼1691年)--回到最基本的元素/化學之父
    波義耳(1627∼1691年)——回到最基本的元素/化學之父

    三百五十年前,波義耳發現了一個小池塘,名叫『科學』。

    池塘里有好多魚,每條魚釣出來,都是科學上的新發現,可以幫助許多人。于是三百五十年來,成千上萬的聰明人往那個小池塘里跳;想出各種方法,用盡所有力量,只為了抓那個小池塘里的魚。漸漸地,大魚被抓光了,抓小的,不久小魚也快抓光了,抓更小的;抓呀!抓呀!抓得的魚不多,小池塘里的水卻愈來愈混濁了。開始有人清醒了,回頭想︰當年的波義耳,是不是只發現這一個小池塘?其實呀,很少人知道︰波義耳發現了一個好大好大的池塘,然後順著大池塘走,才發現那個小池塘。

    那個大池塘在哪兒呢?你看了本文,也許會發現喔!

    【大公爵的孩子】

    戰爭的味道彌漫倫敦城,這是公元一六二七年,獨裁的英王查理一世,與英國議會交惡,雙方備戰,接著就要展開持續二十二年的英國內戰。羅勃特•波義耳(RobertBoyle)生于當年一月二十五日,他的父親是愛爾蘭最有權力,佔有廣大封地的李察(Richard)大公爵。

    在這個騎士家庭,家長與幾個孩子都以驍勇善戰、射箭神準著名。唯獨波義耳不同——體弱多病、身材瘦小,一副不堪造就的樣子——看來是『虎父犬子』了。波義耳是大公爵十四個孩子中的老七,從小就有個特點︰為了做好一件事,能夠一個人靜靜地坐好久。但是這也算優點嗎?一個先天條件不良的好孩子,既然不適合當軍人,只好送他去念書。就這樣,八歲的波義耳離開黑河谷中的巨大城堡,沿路看著早春溯溪而上的回鄉鮭魚,獨自離鄉遠去。

    【微風的翅膀】

    在伊吞(Eton)貴族學校,這個紅臉瘦小的愛爾蘭學生,常是英格蘭本地學生欺侮的對象。與父母親戚相隔遙遠,無助的波義耳經常在寢室里哭泣著。他實在太早離家了。

    這時他遇到了一位影響他一生的好老師︰亨利o渥敦爵士(SirHenryWotton)。渥敦爵士是『失樂園』作者米爾頓(Milton)的至交,當時他是詩人、作家、外交家。由于長期出使日內瓦,看過許多名畫、教堂,閱歷廣博,成為著名的藝術品鑒賞家,晚年回國,擔任小學老師。為祖國鑒賞真正的人才,當然得從小學開始!

    渥敦爵士認識波義耳,就像藝術家找到了珍品,寶貝得不得了,好像把波義耳當成他兒子似的。老爵士帶著小紅臉看倫敦的油畫、建築,到哥德式教堂听微風像帶著翅膀的鴿子,在殿堂里無聲無息地盤旋上升。那是小紅臉覺得這個世界還有一點人情味的地方。

    【英國內戰】

    一**O年,英王查理向議會軍隊開戰。整個愛爾蘭加入保皇黨。李察大公爵怕孩子受戰爭波及,就送波義耳到歐洲大陸去。之後五年,波義耳到過日內瓦、法國、瑞士、意大利各處的學校念書。

    祖國傳來失利的消息︰一**二年時,保皇軍還節節勝利,後來就受到阻力;一**四年傳來父親病死、哥哥陣亡的噩耗;一**五年議會的新模範軍(NewModelArmy)在總司令費爾法克斯(Fairfax)大將的率領下,在內茲比(Neseby)之役,予以保皇軍致命的一擊。不久,查理一世被送上斷頭台。

    【解開迷思的環節】

    波義耳重回祖國,他再也看不到英勇的父親、善戰的大哥與成群的騎兵神射手。政治上的革命並沒有給愛爾蘭留下什麼好處,死了那麼多人,為的只不過是幾個熱血沸騰的口號。什麼才是真正具有長遠價值的呢?有十年的時間,他獨居在多塞特(Doset)城堡——父親留給他的封邑——苦悶地思索著。他憤世嫉俗、反叛、苦毒地在城堡上來回走著,找不到答案的迷惘使他的思想更為深入。

    他發現所有問題環環相扣,其中有一個重要的環節,這使他想到︰這一切要有意義,勢必是要有一位有意義的上帝,不然人不會有追求意義的需要。這時他讀到湯姆斯•布朗(ThomasBrowne)寫的《一個醫生的宗教信仰》(ReligioMedici)一書,給他很大的幫助。

    【不變的上帝與定律】

    布朗是當時一位很杰出的醫生,也是一位基督徒,他在書中寫道︰『上帝造這個世界的目的是給萬物居住,但是造人的目的,不只是為了使人在世界上生存而已,而是使人能夠學習管理大地與思考上帝的作為。人需要理智才能夠學習與思考。理智是上帝賞賜給人的,使人有別于其他萬物。只是人類很少為這個賞賜感謝上帝……人可以透過三個老師認識上帝︰聖經、住在基督徒心中的聖靈、以及上帝創造的萬事萬物里。』波義耳想道︰如果這些敘述是正確的,那麼他願意成為基督徒,並且用仔細的理智邏輯與精密的實驗追求認識萬物的定律。這時候波義耳二十八歲。

    六年以後,他果然在這個信念下發現了『在恆溫之下,壓力的大小與氣體體積成反比』。這是世界上每一個學生都知道的『波義耳定律』。這個定律的偉大不是在怎麼計算、怎麼運用,這個定律的永垂不朽,是因為︰這是人類歷史上第一個被發現的『定律』,證明宇宙里是有不改變的律——且因創造宇宙的是一位信實、永不改變的上帝。

    【英國皇家科學會】

    波義耳在二十八歲後離開多塞特前往牛津。那里人才薈萃,是英國飽學之士的聚集中心。波義耳因著對真理火熱的追求與超人一等的理智思維,不久就成為牛津最受歡迎的學者。在那里他認識有『清**之父』之稱的李察•巴克斯特(RichardBaxter),這兩個人的友誼對後來一百年的影響很大,使得科學的進步扎根在敬虔信仰的根基上。

    當時有很多人以為對宗教虔誠就必須反對科學。波義耳與巴克斯特扭轉這種偏差,宣稱︰『人的得救條件不是要反對什麼,而是接受上帝白白的恩典。只要你肯,仍然可以在科學里愛上帝、敬拜上帝。』這一段談話在當時產生很大的影響,使得波義耳的牛津科學陣營里,聚集了一批杰出的基督徒科學家,如物理之父——牛頓(Newton)、力學大師——虎克(Hooke)、植物學之父——約翰o芮(JohnRay)、古典文學大師——李察•班特利(RichardBently)等,漸漸地這群人就組成了『英國皇家科學會』。

    直到今天,這個協會仍是全世界所有科學團體中最杰出的一個;能夠成為該學會的院士,是一個科學家的極高榮譽。

    【機械怪手】

    波義耳栽培了許多杰出的科學家。例如,他在牛津大學上課時,注意到教室外面有個掃地的少年人,老是拿著掃把站在教室外面偷听,後來學生要把這個掃地的人趕走,罵他︰地不好好掃卻在教室外閑站偷懶。波義耳反而叫那少年人進來,問他︰『你叫什麼名字?在這里干什麼?』

    『我叫虎克,是英格蘭威特島(IsleofWight)人,家里太窮了,沒有錢受教育,又很想念書,所以來大學掃地,一邊掃一邊听。』

    波義耳听了很受感動,決定收他當助手,于是順便問他︰『你會做什麼呢?』

    虎克答道︰『只要你能說出來的東西,我都會做。人家叫我『機械怪手』,風車、磨坊、日晷……甚至輪船我都會做。』

    『真的?那你能為我做一部抽風機嗎?』就這樣,虎克給波義耳做了一部抽風機,而且一起重復地測量氣體壓力與體積,印證了『波義耳定律』。在波義耳的推薦下,虎克後來成為皇家科學會重要的一名科學家。現代的學生幾乎都知道虎克的顯微鏡與虎克的彈性定律。

    【回到最基本的元素】

    在科學史上,波義耳被稱為『化學之父』,是由于另一個劃時代的貢獻。

    當時的化學家仍相信亞里斯多德的學說︰物質是由水、土、空氣、火四要素所組成。這種偏差的學說,使得一千年來的化學家像煉金的術士,不斷用不同的物質煉來煉去,想煉出金子來。他們始終認為是由于『水、土、氣、火的失調』,缺乏因緣際會,以致無緣煉出金子。

    波義耳力斥這種沒有原則的因緣際會論,他認為『一個物質能否煉出金子,主要決定在這種物質是否含有『金子』這一個本質,如果沒有這一個本質,再踫到什麼因緣也不會有金子出來。』

    這個本質就是物質的基本要素,他稱為『元素』(elements),整個近代化學就從這個正確的觀點建立起來。

    波義耳也是首先用樹木的液體來區分酸、堿的不同,這個液體後來成為有名的『石蕊試紙』。在波義耳的心中,物理、化學的美,在于能用非常簡單的東西、非常基本的原理,闡述宇宙里各種復雜的現象。

    波義耳死于一六九一年十二月三十日。死前捐獻所有財產,成立翻譯聖經為愛爾蘭文與土耳其文的基金。他晚年寫了《基督徒的品德》(TheChristianVirtuoso)一書,呼吁基督徒『以科學研究作為信仰的職責』。

    參考書目︰

    M.B.Hall,1965,RobertBoyleonNaturalPhilosophy,IndianaUniversityPress,U.S.A.